大氣污染控制工藝仿真培養(yǎng)學生實踐能力的研究

馬東祝+張玲+王瑞敏+武智佳

河北工業(yè)職業(yè)技術學院

【摘 要】為了解決學生能將大氣污染控制知識進行有效掌握，同時提高學生的動手能力和知識的靈活運用能力，結合環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫，進行了大氣污染控制工藝中控DCS仿真資源的的建設，建成了“火電廠大氣污染控制”和“鋼廠大氣污染控制”兩套工藝虛擬仿真操作，既能與理論教學相互呼應，又能實現培養(yǎng)學生的“技能+技術+職業(yè)”能力，提高學生的職業(yè)能力適應性。

【關鍵詞】大氣污染控制；虛擬仿真；實踐教學

《大氣污染控制》是我國高職高專環(huán)保類專業(yè)的主要核心課程之一。各學校受到財力物力的限制，大氣污染治理技術實踐環(huán)節(jié)非常薄弱，無法完成行之有效的實踐教學環(huán)節(jié)，導致學生的動手能力和職業(yè)能力很差。結合環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫，進行了大氣污染控制工藝中控DCS仿真資源的建設，來實現培養(yǎng)學生的“技能+技術+職業(yè)”能力，提高學生的職業(yè)能力適應性。

一、建設思路

大氣污染控制工藝仿真是環(huán)境工程技術專業(yè)的重要實訓之一，也是學生進行綜合實訓的重要組成部分。其功能是面向環(huán)境監(jiān)測與“三廢”治理核心崗位—大氣污染治理的需要，建設能滿足大氣污染治理全系統(tǒng)操作運行和問題處理的虛擬實訓資源，將大氣污染治理理論與實際進行結合。建設的“大氣污染控制工藝仿真”虛擬資源以“技能+技術+職業(yè)”的學生能力培養(yǎng)為核心，以大氣污染治理的運營為目標，建設成可進行大氣污染治理工藝運營、教學考核評價等為一體的“大氣污染控制工藝仿真”實訓資源。

二、仿真界面及操作

大氣污染控制工藝仿真是由一個工業(yè)仿真與控制平臺和一個輔教輔學的教學資源組成?！按髿馕廴究刂乒に嚪抡尜Y源”包括平臺操作說明及相關知識。工業(yè)仿真與控制平臺包括鋼廠煙氣監(jiān)測與治理仿真和電廠煙氣監(jiān)測與治理仿真兩個系統(tǒng)組成。

電廠大氣污染控制工藝仿真是以上海某電廠為基礎，對其大氣處理的脫硝單元、除塵單元，脫硫單元等進行仿真模擬。

系統(tǒng)操作步驟如下所示：（1）開啟脫硫塔的檢測PH管線（首先打開儀表測量泵然后再打開入口閥）；（2）將沖洗模式調整為自動，脫硫吸收塔攪拌器均調節(jié)為自動，將脫硫塔循環(huán)泵AB均調節(jié)為自動，供漿閥自動，氧化風機管線控制自動，工藝水和石灰漿液排出泵均調節(jié)為自動；（3）石灰石制粉將立磨進料側，立磨本體和立磨出料側分別調節(jié)到自動，依次打開立磨機出料側順控子組，立磨機順控子組和立磨機進料側順控子組；（4）將石灰石漿液的石灰粉供料模式和漿液泵管線模式調節(jié)到自動，手動打開風機AB和加熱器，點擊順序啟動子組啟動；（5）打開煙氣流程的高壓密封風機和高壓密封空氣加熱器，將增壓風機AB均調節(jié)到自動模式，依次打開增壓風機A和B；（6）打開電除塵的電器控制界面，運行方式分為手動連續(xù)，脈沖供電和自動連續(xù)。將陽極振打、陰極鎮(zhèn)打、瓷軸加熱和灰斗加熱均開啟，同樣的方法將其它各電場打開；（7）打開供氨系統(tǒng)，將供氨閥調整到自動，依次打開液氨卸料壓縮機和1#開斷閥，將氨蒸發(fā)順序啟動子組啟動；將反應單元的SCR反應器A和B均調節(jié)到自動模式，打開參數一覽表可以看到出入口的NOx發(fā)生很大變化，打開吹掃蒸汽；（8）手動打開煙氣流程的引風機A和B，調節(jié)引風機開度；（9）依次將旋流站的石膏旋流管線，濾液水箱管線和廢水旋流站管線調節(jié)為自動；真空脫水方式選擇為自動。（10）查看結果曲線。

鋼廠電廠大氣污染控制工藝仿真系統(tǒng)是以唐山某燒結廠為基礎，對其大氣處理的脫硫單元，除塵單元等進行仿真模擬。

系統(tǒng)操作步驟如下（注意各步驟之間的開啟條件）：（1）啟動增壓風機：開啟進出風閥密封風機和出口閥；開啟潤滑泵和冷卻風機，增壓風機開度設定為1%（<5%）；開啟增壓風機，增壓風機開度設置為30%，進風閥開度設置為30%；（2）供水系統(tǒng)啟動：依次將加濕水，降溫水，供給泵模式為自動（手動啟動順序依次為補水閥電機啟動、降溫水總閥和分閥啟動，儲氣罐電機啟動）；（3）開啟布袋除塵：風門開度設置為8%（5%～15%），灰倉鎮(zhèn)打方式和工作方式設置為自動，布袋除塵器投用；（4）開啟物料系統(tǒng)：依次開啟攪拌軸、加濕機、斗提機、刮板機、鏈運機、給料機（鏈運機啟動完畢才能開啟給料機，注意設置給料機頻率），將給料閥打開；（5）開啟吸收塔加料系統(tǒng)：將新料加料、攪拌軸，振打器和灰循環(huán)系統(tǒng)軍打到自動模式；（6）查看結果曲線。

說明：頁面中所有設備狀態(tài)均按照運行狀態(tài)國標標準，紅色表示設備運行；綠色表示設備停止；黃色代表設備啟動或停止過程中；紅色閃爍代表故障。

三、工藝特點

工藝仿真軟件是基于三維力控工業(yè)監(jiān)控軟件和后臺控制程序等多種軟件開發(fā)而成，軟件實現的功能包括：（1）通過形象的動畫效果展示了設備動作流程；（2）通過各個數據的變化展示設備的運行狀態(tài)；（3）通過操作者的參數設置，設備操作等形成跟界面的人機交互，實現了對設備的仿真操作，并得到相應的結果；（4）最后將操作結果記錄到各個趨勢曲線中。

四、教學效果

通過學習，可以深入了解設備內部的結構，以便于在仿真平臺操作時進行設備的操作、故障查找與處理等。以現實運行的高效先進工藝為基礎來設計，用于輔助教學，利用本系統(tǒng)可以進行相關工藝、流程及設備運行的學習，按單元操作規(guī)程，練習多工序協(xié)同運行；掌握裝置的開、停車、操作運行、維護、事故處理能力，提升學習者的綜合操作技能和解決實際運行問題的能力，達到對學習者進行操作實訓和崗前培訓的目的。

基金項目：

本文為河北省高等教育教學改革研究與實踐項目，項目編號：2015GJJG318。